金属掺杂对碳纳米纤维结构及导电性能的研究

高大伟^1,2，王丽丽¹，陆振乾¹，王春霞¹，魏取福³，付文秀^1,2，陆逸群¹

1. 盐城工学院纺织与服装学院2. 大连工业大学纺织与材料工程学院3. 江南大学生态纺织教育部重点实验室

摘 要：以DMF为溶剂,利用静电纺丝法制备了PAN/Ni（OAc）₂、PAN/Co（OAc）₂和PAN/Cu（OAc）₂复合纳米纤维,在250℃对复合纳米纤维进行预氧化处理,然后在800℃下进行碳化处理得到碳基复合纳米纤维。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）和比表面与孔径分析仪（ASAP 2020）等对复合纳米纤维表面形貌和结构进行了表征,用四探针测试仪测试碳基复合纳米纤维的电导率。研究结果表明:高温处理后C/Co、C/Ni和C/Cu复合纳米纤维的直径比前驱体复合纳米纤维有所下降,部分纤维发生断裂,金属Co、Ni和Cu较均匀地分散在碳纤维内部。碳基复合纤维的比表面积和孔体积大大增加,分别为597m²·g^-1和0.297cm³·g^-1,C/Cu复合纳米纤维的导电率最高可达8.75S/m。

关键词：静电纺丝;金属掺杂;碳纳米纤维;比表面积;电导率;